電能質量監督

電能質量監督就是指對電能質量的一系列規定和章程所構成的監督條例。

電能質量

電能質量(PowerQuality),從普遍意義上講是指優質供電,包括電壓質量、電流質量、供電質量和用電質量。其可以定義為:導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差,其內容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態過電壓、波形畸變(諧波)、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續性等。在現代電力系統中,電壓暫降和中斷已成為最重要的電能質量問題。

監督內容

1.電力系統頻率允許偏差;
2.電壓允許偏差;
3.電壓允許波動和閃變;
4.三相電壓允許不平衡度;
5.電網諧波允許指標。

章程

1電能質量的監測

對電能質量進行監測是獲得電能質量信息的直接途徑,雖然這方面的監測儀器已不少,但大多數隻局限於持續性和穩定性指標的監測,而傳統的基於有效值理論的監測技術由於不能精確描述電能質量,因此需要發展滿足以下要求的監測技術:

能捕捉快速(ms級甚至ns級)瞬時干擾的波形。因為許多瞬間擾動很難用個別參量(如有效值)來完整描述,同時隨機性強,因此需要採用多種判據來啟動量和裝置,如幅值、波形畸變、幅值上升率等。

需要測量各次諧波以及間諧波的幅值、相位,需要有足夠高的採樣速率,以便能和得相當各次諧波的信息。

建立有效的分析和自動識別系統,使之能反映各種電能質量指標的特徵及其隨時間的變化規律。

2改善電能質量的措施

改善電能質量措施的研究涉及面很廣。為減少頻率和電壓偏差,應實施電網調度自動化、無功最佳化、負荷控制以及許多新型的調頻、調壓裝置的開發和套用。

近幾年在全國範圍內進行的城鄉電網改造工程,是提高電能質量的重要措施。在抑制諧波、降低電壓波動和閃變以及解決三相不平衡方面,目前已有幾種裝量可供選擇,例如技術已相當成熟的無源濾波器、靜止無功補償裝置(SVC)等。

隨著高性能的電力電子元器件(例如GTO、IGBT、LTT等)的出現,美國專家提出了柔性交流輸電(FACTS)技術。目前主要的FACTS裝置有:靜止無功補償器(STATCOM)、晶閘管控制的串聯投切電容器(TSSC)、可控串聯補償電容器(TCSC)、統一潮流控制器(UPFC)等。其中串聯補償裝置,如TSSC,TCSC等能使輸電線路的阻抗變小,相當於縮短了輸電線路的長度,因此是提高系統輸送容量和暫態穩定性的重要手段,而並聯補償裝置——STATCOM,通過與系統進行無功功率交換,以維持線路電壓恆定,因此是抑制系統電壓波動、閃變和提高系統穩定性特別是電壓穩定性的有力工具;UPFC則綜合了串、並聯補償的功能,能對線路電壓、阻抗、相位進行控制,從而實現控制潮流、阻尼振盪、提高系統穩定性等多種功能。作為FACTS技術在配電系統套用的延伸——DFACTS技術已成為改善電能質量的有力工具,該技術的核心器件IGBT比GTO具有更快的開關頻率,並且關斷容量已達MVA級,因此DFACTS裝置具有更快的回響特性。目前主要的DFACTS裝置有:有源濾波器(APF)、動態電壓恢復器(DVR)、配電系統用靜止無功補償器(D-STATCOM)、靜止同步串聯補償器(SSSC)等。其中APF是補償諧波的有效工具;而DVR通過自身的儲能單元,能夠在ms級內向系統注入正常電壓與故障電壓之差,因此是抑制電壓暫降的有效裝置。

3電能質量的管理

電能質量的好壞,管理工作是不可忽視的環節,為此須進行下列工作。

將電能質量的監督正式納入電力生產軌道,同時建立國家、各省、地市3級電能質量管理體系。作為電能質量指標的電壓和頻率偏差,基本上由各級電力調度部門進行日常監管,這方面已制定了一些規程、導則(例如調度規程、無功和電壓管理導則)。諧波、電壓波動和閃變以及三相不平衡同用電負荷的關係較密切,這三個指標難以做到實時監督,一般應由試驗部門定期組織測量。現在有必要在國家質量監督部門領導下建立國家級電能質量檢測中心,作為電能質量監管的技術歸口單位。各網省、地市可以建立相應的電能質量檢測站。

電能質量標準工作決不能僅停留在訂出幾個國家標準,國標貫徹執行中還會出現許多需要進一步明確的問題。這些問題有的屬於組織管理方面的,有的屬於技術性的。例如,要建立電能質量管理體系,必須先由電力主管部門制定電能質量監督管理辦法,明確各級職責;涉及用戶干擾指標的分配、干擾的預測計算、電能質量改善措施的選擇、監測儀器的技術要求以及檢驗方法等,均需制定相應技術導則或規程作為執行的依據。

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